DE10304189A1

DE10304189A1 - Elektrische Servolenkvorrichtung

Info

Publication number: DE10304189A1
Application number: DE10304189A
Authority: DE
Inventors: Hiroto Sasaki; Takehiro Saruwatari; Kensaku Nakamura; Atsuya Miyata; Kazuaki Nagamatsu; Kunihiro Oka
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: JTEKT Corp; Gates Unitta Asia Co
Priority date: 2002-01-29
Filing date: 2003-01-29
Publication date: 2003-09-04
Anticipated expiration: 2023-01-30
Also published as: US20050192143A1; US20050197224A1; US7237647B2; US6938722B2; US20030221896A1; US20070187169A1; US7413052B2; KR100625072B1; DE10304189B4; US7360624B2; US7490696B2; US20070158130A1; US7191866B2; KR20030065333A; US20050189162A1

Abstract

Eine elektrische Servolenkvorrichtung (1) beinhaltet einen Drehzahl vermindernden Mechanismus (17) zum Verringern der Drehzahl einer drehbaren Welle (16) eines elektrischen Motors (15) und einen Wandelmechanismus (18) zum Umwandeln der Ausgangsdrehung des Drehzahl vermindernden Mechanismus (17) in eine Axialbewegung einer Lenkstange (6), die sich zur rechten bzw. linken Seite eines Fahrzeugs erstreckt. Der Drehzahl vermindernde Mechanismus (17) beinhaltet eine Eingangsriemenscheibe (28), die von dem elektrischen Motor (15) angetrieben wird, eine Ausgangsriemenscheibe (29), die an der Lenkstange (6) angeordnet ist und diese umschließt, einen Riemen (30) zum Verbinden der Eingangsriemenscheibe (28) und der Ausgangsriemenscheibe (29) miteinander und Mittel (24; G1; A1; A2; A3; A4; T) zum Einstellen der Spannung des Riemens (30).

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Servolenkvorrichtung bzw. hilfskraftunterstützte Lenkvorrichtung, die eine Lenkhilfskraft mittels eines elektrischen Motors erzeugt.

BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK

Bei einer elektronischen Servolenkvorrichtung vom Typ mit Hilfskraftunterstützung über eine Zahnstange wird die Drehung eines elektrischen Motors über einen Riemenscheiben/Riemenmechanismus bzw. ein Umschlingungsgetriebe verringert bzw. untersetzt und wird dann über einen Kugelumlaufspindelmechanismus in eine Axialbewegung der Zahnstange umgesetzt, der die Zahnstange umgibt (siehe beispielsweise JP-B-4-28583).

Bei diesem Beispiel ist ein Riemen in einem Leistungsübertragungspfad zwischen dem elektrischen Motor und der Zahnstange angeordnet. Demgemäß werden Stoßlasten und Vibrationen von der Zahnstange nicht auf den elektrischen Motor übertragen.

In dem Riemen können jedoch Vibrationen erzeugt werden, und zwar auf Grund von Fluktuationen der Spannung des Riemens, und diese werden übertragen auf ein Gehäuse, so dass sie sich als Rauschen bzw. Störgeräusch in einem Fahrzeugraum ausbreiten.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Servolenkvorrichtung anzugeben, die Vibrationen und Störgeräusche verringern kann.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Servolenkvorrichtung mit einem elektrischen Motor zum Erzeugen einer Lenkhilfskraft. Die Vorrichtung weist ferner einen Drehzahl vermindernden Mechanismus auf, zum Verringern bzw. Untersetzen der Rotation einer drehbaren Welle des elektrischen Motors, sowie einen Wandelmechanismus zum Umwandeln der Ausgangsrotation des Drehzahl vermindernden Mechanismus in eine Axialbewegung der Lenkstange, die sich in Richtung zur rechten und linken Seite eines Fahrzeugs erstreckt. Der Drehzahl vermindernde Mechanismus beinhaltet eine Eingangsriemenscheibe, die von dem elektrischen Motor angetrieben wird, eine Ausgangsriemenscheibe, die so angeordnet ist, dass sie die Lenkstange umgibt, einen Riemen zum Verbinden der Eingangsriemenscheibe und der Ausgangsriemenscheibe sowie einen Spannungseinstellmechanismus zum Einstellen der Spannung des Riemens.

Erfindungsgemäß wird die Spannung des Riemens geeignet eingestellt, wodurch es ermöglicht wird, einen verschlechterten Betrieb und die Erzeugung von Störgeräuschen zu verhindern, die durch zu viel Schlaffheit des Riemens hervorgerufen werden.

Der Spannungseinstellmechanismus kann einen Mittenentfernungs-Veränderungsmechanismus aufweisen, zum Verändern einer Mittenentfernung bzw. Entfernung von Mitte zu Mitte zwischen der Eingangsriemenscheibe und der Ausgangsriemenscheibe. Der Spannungseinstellmechanismus kann ein fest stehendes Glied, ein bewegliches Glied, eine Spannriemenscheibe, die an dem beweglichen Glied gelagert ist, so dass sie mit dem Riemen drehbar ist und an diesem angreift, sowie Andruckmittel aufweisen, zum Andrücken der Spannriemenscheibe über das bewegliche Glied in jene Richtung, in der Spannung auf den Riemen aufgebracht wird bzw. dieser gespannt wird.

Es ist bevorzugt, wenn eine Lagerwelle der Eingangsriemenscheibe elastisch an einem Gehäuse gelagert ist.

Es ist ferner bevorzugt, wenn jeweils ein Paar von Eingangsriemenscheiben, ein Paar von Ausgangsriemenscheiben und ein Paar von Riemen vorgesehen sind und wenn jene Eingangsriemenscheiben und jene Ausgangsriemenscheiben, die einander entsprechen, miteinander über einen entsprechenden Riemen verbunden sind.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, die die schematische Konfiguration einer elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht eines Hauptteils der elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform;
Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie III-III, die in Fig. 2 gezeigt ist;
Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht eines Hauptteils einer elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht eines Hauptteils einer elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht eines Hauptteils einer elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht eines Hauptteils einer elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie VIII-VIII, die in Fig. 7 gezeigt ist;
Fig. 9 ist eine Querschnittsansicht, die eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 10 ist eine Querschnittsansicht eines Hauptteils einer elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 11 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XI-XI, die in Fig. 10 gezeigt ist;
Fig. 12 ist eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils einer Eingangsriemenscheibe und eines Riemens der siebten Ausführungsform;
Fig. 13 ist eine Querschnittsansicht eines Hauptteils einer elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 14 ist eine vergrößerte Ansicht einer Lagerstruktur einer Eingangsriemenscheibe und einer Eingangswelle der achten Ausführungsform;
Fig. 15 ist eine Querschnittsansicht eines Hauptteils einer elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 16 ist eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils einer Eingangsriemenscheibe und eines Riemens der neunten Ausführungsform;
Fig. 17 ist eine schematische Ansicht, die eine Phasenverschiebung zwischen einem Paar von Eingangsriemenscheiben der neunten Ausführungsform zeigt; und
Fig. 18 ist eine Querschnittsansicht eines Hauptteils einer elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.

Erste Ausführungsform

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, die die schematische Konfiguration einer elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In Fig. 1 weist eine elektrische Servolenkvorrichtung ("electric power steering apparatus, EPS") 1 eine Lenkwelle 3, die mit einem Lenkrad 2, das als ein Lenkglied dient, verbunden ist, und eine Zahnstange 6 auf, die als eine Lenkstange dient, mit einem Ritzel 4, das an einem vorderen Ende der Lenkwelle 3 vorgesehen ist, und einer Zahnstangenverzahnung 5, die mit dem Ritzel 4 in Eingriff steht und sich zur rechten bzw. linken Seite eines Fahrzeugs erstreckt.
An beiden Enden der Zahnstange 6 ist jeweils eine Gelenkstange bzw. Spurstange 7 angekoppelt. Jede der Spurstangen 7 ist mit einem entsprechenden Rad 8 über einen entsprechenden Kniehebel (nicht gezeigt) verbunden. Wenn das Lenkrad 2 betätigt wird, so dass die Lenkwelle 3 gedreht wird, wird diese Drehung in die Linearbewegung der Zahnstange 6 zur rechten bzw. linken Seite des Fahrzeugs mittels des Ritzels 4 und der Zahnstangenverzahnung 5 umgesetzt. Demzufolge wird das Einlenken der Räder 8 erzielt.
Die Lenkwelle 3 ist in eine Eingangswelle 9, die mit dem Lenkrad 2 verbunden ist, und eine Ausgangswelle 10 unterteilt, die mit dem Ritzel 4 verbunden ist. Die Eingangs- und die Ausgangswelle 9, 10 sind koaxial miteinander über einen Torsionsstab 11 verbunden.
Es ist ein Drehmomentsensor 12 vorgesehen, zum Erfassen eines Lenkdrehmomentes mittels des Versatzbetrages der relativen Rotation zwischen der Eingangswelle 9 und der Ausgangswelle 10, wobei die relative Rotation über den Torsionsstab 11 erzielt wird. Die Ergebnisse der Erfassung des Drehmomentes durch den Drehmomentsensor 12 werden in einen Steuerabschnitt 13 gegeben. In dem Steuerabschnitt 13 wird eine Spannung, die zum Unterstützen eines Lenkvorganges von einem Fahrer 14 an einen elektrischen Motor 15 angelegt wird, auf der Grundlage der Ergebnisse der Erfassung des Drehmomentes, der Ergebnisse der Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit etc. gesteuert. Die Rotation einer drehbaren Welle 16 (siehe Fig. 2) des elektrischen Motors 15 wird verringert bzw. untersetzt mittels eines Drehzahl vermindernden Mechanismus 17, der einen Riemenscheiben/ Riemen-Mechanismus bzw. ein Riemengetriebe aufweist. Die Ausgangsrotation des Drehzahl vermindernden Mechanismus 17 wird in die Axialbewegung der Zahnstange 6 umgesetzt, und zwar über einen Wandelmechanismus 18, so dass der Lenkvorgang unterstützt wird. Die elektrische Servolenkvorrichtung 1 ist von einem sogenannten Zahnstangen-Unterstützungstyp.
Fig. 2 ist eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils der elektrischen Servolenkvorrichtung 1, und Fig. 3 ist eine schematische Querschnittsansicht entlang einer Linie III-III, die in Fig. 2 gezeigt ist.
Gemäß den Fig. 2 und 3 ist ein Motorgehäuse 20 des elektrischen Motors 15 an einem zweiten Gehäuse 19 über ein erstes Gehäuse 21 festgelegt. Der elektrische Motor 15 ist Seite an Seite mit dem zweiten Gehäuse 19 vorgesehen. Das erste Gehäuse 21 beinhaltet eine Eingangsriemenscheibe 28 des Geschwindigkeit vermindernden Mechanismus 17, die später beschrieben wird. Das zweite Gehäuse 19 funktioniert als ein Zahnstangengehäuse, das die Zahnstange 6 aufnimmt.
Das erste Gehäuse 21 hat insgesamt eine zylindrische Form und ist mit Montageflanschen 22 versehen, die als ein Paar gegenüberliegender Abschnitte dienen, so dass sich im Querschnitt angenähert eine Ω-Form ergibt. Das zweite Gehäuse 19 weist Montageflansche 23 auf, die als gegenüberliegende Abschnitte ausgebildet sind, die den jeweiligen Montageflanschen 22 des ersten Gehäuses 21 gegenüberliegen. Beide Montageflansche 22 und 23 sind mittels einer Schraube 25 aneinander festgelegt, und zwar in einem Zustand, bei dem ein Abstandselement 24, wie eine Unterlegplatte, zwischen den Montageflanschen 22 und 23 angeordnet ist. Die Schraube 25 ist beispielsweise über ein Schraubendurchführungsloch 22a des Montageflansches 22 eingeführt und in eine Gewindebohrung 23a des Montageflansches 23 geschraubt.
Die vorliegende Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Entfernung bzw. Distanz zwischen dem ersten Gehäuse 21 und dem zweiten Gehäuse 19 eingestellt ist durch Einstellen bzw. Verändern der Dicke des Abstandselementes 24, wodurch die Entfernung zwischen Mittenachsen 28a und 29a der Eingangs- und der Ausgangsriemenscheibe 28 und 29 (ein Mittenabstand D) eingestellt wird, wie nachstehend beschrieben wird, wodurch die Einstellung der Spannung eines Riemens 30 erzielt wird. Das heißt, ein Glied zum Verändern des Mittenabstandes, das als ein Spannungseinstellungsglied dient, ist durch das Abstandselement 24 gebildet.
Der Drehzahl vermindernde Mechanismus 17 weist eine Eingangswelle 17 auf, die koaxial mit der drehbaren Welle 16 des elektrischen Motors 15 verbunden ist, und zwar über eine Drehverbindung 26, beispielsweise unter Verwendung einer Keilwellenverzahnung 31a, weist ferner eine Eingangsriemenscheibe 28 auf, die einen kleinen Durchmesser besitzt und vorgesehen ist, so dass sie mit einem in axialer Richtung der Eingangswelle 27 mittleren Abschnitt einstückig drehbar ist, weist eine Ausgangsriemenscheibe 29 auf, die einen großen Durchmesser besitzt und in Zuordnung zu der Zahnstange 6 angeordnet ist, die als eine Lenkstange dient und hiervon umschlossen ist, und weist einen Riemen 30 auf, der um die Eingangs- und die Ausgangsriemenscheibe 28, 29 geschlungen ist. Der Riemen 30 besteht beispielsweise aus einem Zahnriemen (Kammriemen bzw. schräggestellter Riemen, "cocked belt"), und die Eingangsriemenscheibe 28 ist als eine Zahnriemenscheibe konstruiert, die Zähne aufweist, die in gleichmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung der Zahnriemenscheibe 28 um den Außenumfang der Eingangswelle 27 herum ausgebildet ist und mit dem Zahnriemen in Eingriff steht. Als die Ausgangsriemenscheibe 29 wird in ähnlicher Weise eine Zahnriemenscheibe verwendet.
Die Eingangswelle 27 weist ein erstes und ein zweites Ende 31, 32 auf, und das erste und das zweite Ende 31 und 32 sind drehbar gelagert, und zwar über jeweilige Lager 33 bzw. 34 in Lagerlöchern 35 und 36 in dem ersten Gehäuse 21.
Das erste Ende 31 der Eingangswelle 27 ist über die Kupplungsverbindung 26 drehfest mit der drehbaren Welle 16 des elektrischen Motors 15 verbunden.
Das erste Gehäuse 21 weist ein Verbindungsgehäuse 37, das mit dem Motorgehäuse 20 verbunden ist, um einen Abschnitt abzudecken, von dem die drehbare Welle 16 aus dem Motorgehäuse 20 vorsteht, und ein Gehäuse für den Drehzahl vermindernden Mechanismus (im folgenden kurz "Mechanismusgehäuse") 39 zum Definieren einer Aufnahmekammer 38 auf, die einen Hauptteil des Drehzahl vermindernden Mechanismus 17 aufnimmt, und zwar zusammen mit dem Verbindungsgehäuse 37.
Das Verbindungsgehäuse 37 weist eine zylindrische Form auf und nimmt die oben genannte Kupplungsverbindung 26 auf. Das Verbindungsgehäuse 37 weist eine Umfangswand 40 und eine Endwand 41 auf, und die Endwand 41 ist mit dem oben genannten Lagerloch bzw. der Lagerbohrung 35 versehen.
Das Mechanismusgehäuse 39 weist eine Umfangswand 42 auf, die fluiddicht an die Umfangswand 40 des Verbindungsgehäuses 40 angepasst ist, und weist eine Endwand 43 auf. Die Endwand 43 ist mit der oben genannten Lagerbohrung 36 versehen. Die Eingangsriemenscheibe 28 ist in der Aufnahmekammer 38 aufgenommen, die durch das Verbindungsgehäuse 37 und das Mechanismusgehäuse 39 definiert ist. Die oben genannten Montageflansche 22 sind sowohl an dem Verbindungsgehäuse 22 als auch an dem Mechanismusgehäuse 39 vorgesehen.
Mittels des Wandelmechanismus 18 lässt sich eine Drehbewegung in eine Linearbewegung umwandeln, und zwar beispielsweise unter Verwendung eines Kugelumlaufspindelmechanismus oder eines Lagerschraubenmechanismus ("bearing screw mechanism") (siehe JP-A-2000-46136, um ein Beispiel zu nennen). In der vorliegenden Ausführungsform erfolgt die Beschreibung in Übereinstimmung mit einem Beispiel, bei dem der Kugelumlaufspindelmechanismus verwendet wird. Der Wandelmechanismus 18 beinhaltet eine Kugelmutter 44, die als ein Drehkörper dient, der die Zahnstange 6 umgibt.
Die Kugelmutter 44 ist auf eine Kugelumlaufnut 6a geschraubt, die zur Hälfte durch die Zahnstange 6 gebildet ist, und zwar über Kugeln 45, wodurch der Wandelmechanismus 18 gebildet wird. Die Kugelmutter 44 ist an dem Zahnstangengehäuse 19 so gelagert, dass sie mittels eines Lagers 46 drehbar ist. Ferner ist die oben genannte Ausgangsriemenscheibe 29 an den Außenumfang 47 der Kugelmutter 44 angepasst bzw. daran festgelegt, so dass sie einstückig mit dieser drehbar ist. Genauer gesagt ist die Ausgangsriemenscheibe 29 an der Kugelmutter 44 festgelegt, indem die Ausgangsriemenscheibe 29 zwischen einer Stufe 48, die an dem Außenumfang 47 der Kugelmutter 44 ausgebildet ist, und einer Befestigungsschraube 50 gehalten ist, die auf ein Gewinde 49 an dem Außenumfang 47 geschraubt ist.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform lässt sich die Distanz bzw. der Abstand zwischen den Mittenachsen 28a und 29a der Eingangs- bzw. Ausgangsriemenscheibe 28, 29 (der Mittenabstand D) leicht und kostengünstig einstellen, indem die Dicke des Abstandselementes 24 eingestellt wird, das als ein Glied zum Verändern des Mittenabstandes dient und als eine Unterlegplatte oder ähnliches ausgebildet ist. Ferner lässt sich die Spannung des Riemens 30 leicht und kostengünstig einstellen, und ein verschlechterter Betrieb und die Erzeugung von Störgeräuschen betreffend den Riemen 30 lassen sich verhindern.

Zweite Ausführungsform

Fig. 4 stellt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Die Ausführungsform der Fig. 4 unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform, die in Fig. 3 gezeigt ist, dadurch, dass das Abstandselement 24 nicht vorhanden ist, und dadurch, dass ein erstes Gehäuse 21 zum Halten einer Eingangsriemenscheibe 28 und ein Zahnstangengehäuse 19, das als ein zweites Gehäuse zum Halten einer Ausgangsriemenscheibe 29 über ein Lager 46 und einer Zahnstange 6 dient, relativ zueinander in lateraler Richtung X entlang ihrer Montageflansche 22 und 23 verschoben werden, um einen Mittenabstand D zwischen den Mittenachsen 28a und 29a der Eingangs- bzw. Ausgangsriemenscheibe 28a, 29a einzustellen. Die laterale Richtung X ist eine Richtung etwa senkrecht zu einer Ebene P, die die Mittenachsen 28a und 29a aufweist.
Um das oben Genannte zu ermöglichen, ist ein Schraubendurchführungsloch 22b des Montageflansches 22 als Schlitz entlang der lateralen Richtung X ausgebildet, um den relativen Verschiebevorgang zwischen den Gehäusen 19 und 21 in lateraler Richtung X mittels des Schraubendurchführungsloches 22b zu führen, das aus dem Schlitz besteht. Die zweite Ausführungsform ist gleich der ersten Ausführungsform, die in Fig. 3 gezeigt ist, dahingehend, dass eine Gewindebohrung 23a in dem Montageflansch 23 ausgebildet ist, in die eine Schraube 25 geschraubt wird. Die Montageflansche 22 und 23, die als gegenüberliegende Abschnitte dienen, die miteinander in Kontakt gebracht werden, die Schraube 25 und das Schraubendurchführungsloch 22b, das aus dem Schlitz besteht, bilden einen Führungsmechanismus G1, der als ein Mechanismus zum Verändern des Mittenabstandes dient.
Bei der zweiten Ausführungsform werden die beiden Gehäuse 21 und 19 in der lateralen Richtung X relativ zueinander verschoben, wodurch es möglich gemacht wird, die Spannung des Riemens 30 leicht und zu geringen Kosten einzustellen, während Raum eingespart wird.

Dritte Ausführungsform

Fig. 5 stellt eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Die dritte Ausführungsform gemäß Fig. 5 unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform, die in Fig. 4 gezeigt ist, dahingehend, dass bei der zweiten Ausführungsform, die in Fig. 4 gezeigt ist, die beiden Gehäuse 21 und 19 relativ zueinander entlang einer lateralen Richtung X verschoben werden, wohingegen bei der vorliegenden Ausführungsform ein Zahnstangengehäuse 19 und ein Verbindungsgehäuse 37A relativ zueinander entlang einer Longitudinalrichtung Y verschoben werden, um den Mittenabstand D einzustellen, und es ist eine einzelne Steuerschraube 51 vorgesehen, um das Zahnstangengehäuse 19 und das Verbindungsgehäuse 37A entlang der Längsrichtung bzw. Longitudinalrichtung Y relativ zueinander zu verschieben. Die Longitudinalrichtung Y ist eine Richtung etwa senkrecht sowohl zu der Mittenachse 28a als auch der Mittenachse 29a.
Genauer gesagt ist ein geführter Abschnitt 52 vorgesehen, der aus einem äußeren ringförmigen Flansch an der Umfangswand 40 des Verbindungsgehäuses 37A besteht, und es ist ein verlängerter Abschnitt 53 vorgesehen, der sich von einer Endwand 41 des Verbindungsgehäuses 37A parallel zu einer Eingangswelle 27 erstreckt. Ferner ist eine Endwand 54 parallel zu einer Endwand 43 des Mechanismusgehäuses 39A vorgesehen, so dass sie sich von einem vorderen Ende des verlängerten Abschnittes 53 erstreckt, und an der Endwand 54 ist ein zylindrischer Abschnitt 55 gebildet, der von dieser stufenartig vorsteht. Eine Endfläche des zylindrischen Abschnittes 55 bildet einen geführten Abschnitt 56. Ein zweites Ende 32 der Eingangswelle 27 ist so gelagert, dass es über ein Lager 34 an einer inneren Umfangsfläche 55a des zylindrischen Abschnittes 55 drehbar ist.
Andererseits ist das Mechanismusgehäuse 39A einstückig als ein Teil des Zahnstangengehäuses 19 ausgebildet, und ein Führungsabschnitt 57 ist an dem Zahnstangengehäuse 19 und dem Mechanismusgehäuse 39A gebildet. Ferner ist ein Führungsabschnitt 58, der beispielsweise aus einer Ausnehmung besteht, die zum Führen des geführten Abschnittes 56 dient, in der Endwand 43 des Mechanismusgehäuses 39A gebildet. Die geführten Abschnitte 52 und 56 und die Führungsabschnitte 57 und 58 bilden einen Führungsmechanismus G2. Die Steuerschraube 51 wird über ein Schraubendurchführungsloch 59 einer Umfangswand 42 des Mechanismusgehäuses 39A eingeführt und wird in eine Gewindebohrung 60 des verlängerten Abschnittes 53 des Verbindungsgehäuses 37A geschraubt. Der Führungsmechanismus G2 und die Steuerschraube 51 bilden einen Mechanismus zum Verändern des Mittenabstandes.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform lässt sich die Spannung eines Riemens 30 leicht und mit hoher Präzision einstellen, indem man ein Drehmoment zum Festziehen der Steuerschraube 51 einstellt, und ein verschlechterter Betrieb und das Erzeugen von Störgeräuschen betreffend den Riemen 30 lassen sich verhindern.

Vierte Ausführungsform

Fig. 6 stellt eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Die Ausführungsform der Fig. 6 unterscheidet sich von der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform dadurch, dass bei der Ausführungsform der Fig. 5 zur Erhöhung der Spannung des Riemens 30 der Mittenabstand D vergrößert wird durch Heranziehen des Verbindungsgehäuses 37A zum Halten einer Eingangsriemenscheibe 28 und des Motorgehäuses 20, bei Betätigung der einzelnen Steuerschraube 51, wohingegen bei der vorliegenden Ausführungsform zur Erhöhung der Spannung des Riemens 30 der Mittenabstand D vergrößert wird durch Drücken eines Verbindungsgehäuses 37B zum Lagern eines ersten Endes 31 einer Eingangswelle 27 und eines Lagergehäuses 61 zum Lagern eines zweiten Endes 32 der Eingangswelle 27, und zwar entlang einer Longitudinalrichtung Y, bei Betätigung eines Paares von Steuerschrauben 51a und 51b, die zu beiden Seiten eines dazwischen angeordneten Riemens 30 angeordnet sind.
Das Verbindungsgehäuse 37B weist einen Abschnitt 62 mit verringertem Durchmesser und einen Abschnitt 63 mit großem Durchmesser auf, der näher an dem vorderen Ende des Verbindungsgehäuses 37B angeordnet ist als der Abschnitt 62 mit verringertem Durchmesser, um das erste Ende 31 der Eingangswelle 27 mittels des Abschnittes 63 mit großem Durchmesser über ein Lager 33 zu lagern. Der Abschnitt 63 mit großem Durchmesser weist einen geführten Abschnitt 64 auf, der aus einem Paar von ringförmigen Flanschen besteht.
Das Lagergehäuse 61 hat die Form eines Zylinders mit einem Boden, um das zweite Ende 32 der Eingangswelle 27 über ein Lager 34 zu lagern. Der Boden des Lagergehäuses 61 und die ringförmigen Flansche bilden ein Paar geführter Abschnitte 65.
Zum anderen ist an einem Zahnstangengehäuse 19 ein Mechanismusgehäuse 39B einstückig ausgebildet und weist ein Paar von Halteabschnitten 66 und 67 auf, die im Querschnitt die Form einer Nut besitzen, um das Verbindungsgehäuse 37B bzw. das Lagergehäuse 61 zu halten. Ein Paar gegenüberliegender Wände der Halteabschnitte 66 und 67 bilden Führungsabschnitte 68 und 69 zum jeweiligen Führen der geführten Abschnitte 64 und 65. Die geführten Abschnitte 64 und 65 und die Führungsabschnitte 68 und 69 zum Führen der geführten Abschnitte 64 und 65 bilden einen Führungsmechanismus G3, und der Führungsmechanismus G3 und das Paar von Steuerschrauben 51a und 51b bilden einen Mechanismus A2 zum Einstellen eines Mittenabstandes, wobei der Mechanismus A2 als ein Spannungseinstellmechanismus dient.
Das Paar von Steuerschrauben 51a und 51b wird in Gewindebohrungen 70 geschraubt, die an den jeweiligen Halteabschnitten 66 und 67 ausgebildet sind, so dass ihre vorderen Enden gegen den Abschnitt 63 mit großem Durchmesser des Verbindungsgehäuses 37B bzw. an einer äußeren Umfangsfläche des Lagergehäuses 61 anstoßen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform lassen sich die Eingangswelle 27 und eine Eingangsriemenscheibe 28 mit hoher Präzision parallel zu einer Mittenachse 29a einer Ausgangsriemenscheibe 29 bewegen, und zwar mittels des Paares von Steuerschrauben 51a und 51b auf beiden Seiten des Riemens 30, der dazwischen angeordnet ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform lässt sich der Mittenabstand D einstellen durch Drücken des Verbindungsgehäuses 37B und des Lagergehäuses 61 nach oben in Fig. 6, und zwar mittels des Paares von Steuerschrauben 51a und 51b.

Fünfte Ausführungsform

Die Fig. 7 und 8 stellen eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Gemäß den Fig. 7 und 8 ist die vorliegende Ausführungsform durch folgendes gekennzeichnet. Das heißt, ein fest stehendes Gehäuse 39C, das als ein Mechanismusgehäuse dient, das einstückig an einem Zahnstangengehäuse 19 ausgebildet ist, ist mit einem kreisförmigen Loch 71 versehen. Ein bewegliches Gehäuse 72, das sich einstückig von einem Motorgehäuse 20 eines elektrischen Motors 15 erstreckt, weist einen kreisförmigen radial äußeren Abschnitt 73 auf, der in das kreisförmige Loch 71 eingepasst ist, so dass er darin drehbar ist. Ferner weist das bewegliche Gehäuse 72 ein exzentrisches Loch 74 zum jeweiligen Lagern des ersten und des zweiten Endes 31 und 32 einer Eingangswelle 27 auf, so dass diese mittels der Lager 33 und 34 drehbar gelagert ist. Die Mitte 74a des exzentrischen Loches 74 ist gegenüber der Mitte 73a des kreisförmigen radial äußeren Abschnittes 73 des beweglichen Gehäuses 72 (entsprechend der Mitte 71a des kreisförmigen Loches 71) exzentrisch angeordnet.
Es wird ein Mechanismus A3 zum Einstellen des Mittenabstandes aufgebaut, der als ein Spannungseinstellmechanismus dient, und zwar mit dem kreisförmigen Loch 71, dem beweglichen Gehäuse 72 und dem exzentrischen Loch 74. Ferner ist einer der Flansche 75 und 76, mit denen das fest stehende Gehäuse 39C und das bewegliche Gehäuse 72 aneinander stoßen, mit einer Gewindebohrung 77 ausgestattet, und der andere Flansch ist mit einem Schraubendurchführungsloch 78 ausgestattet, das eine Kreisbogenform aufweist. Eine fest stehende Schraube 79, die in das kreisbogenförmige Schraubendurchführungsloch 78 eingeführt ist, wird in die Gewindebohrung 77 geschraubt, um die Flansche 75 und 76 an den Gehäusen 39C und 72 aneinander festzulegen, derart, dass die Drehposition einstellbar ist.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird ein Mittenabstand D zwischen einer Mittenachse 28a einer Eingangsriemenscheibe 28 und einer Mittenachse 29a einer Ausgangasriemenscheibe 29 lediglich durch Drehen des beweglichen Gehäuses 72 eingestellt, zusammen mit dem Motorgehäuse 20 des elektrischen Motors 15, um die Mittenachse 28a weiter von der Mittenachse 29a weg zu bewegen, so dass es möglich wird, die Spannung des Riemens 30 einzustellen. Das bewegliche Gehäuse 72 und das Motorgehäuse 20 können auch separat voneinander konstruiert sein.

Sechste Ausführungsform

Fig. 9 stellt eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Gemäß Fig. 9 unterscheidet sich ein Mechanismus A4 zum Einstellen des Mittenabstandes der vorliegenden Ausführungsform von dem Mechanismus A3 zum Einstellen des Mittenabstandes der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform dadurch, dass das Paar von Steuerschrauben 51a und 51b durch ein Paar von elastischen Elementen 80 und 81 ersetzt ist, die beispielsweise jeweils aus einer Schraubendruckfeder aufgebaut sind.
Bei der sechsten Ausführungsform werden ein Verbindungsgehäuse 37B und ein Lagergehäuse 61 zum jeweiligen Lagern eines ersten und eines zweiten Endes 31 und 32 einer Eingangswelle 27 durch die elastischen Elemente 80 und 81 entlang einer Longitudinalrichtung Y elastisch gegeneinander gedrückt, so dass es möglich ist, die Spannung eines Riemens 30 automatisch einzustellen, und zwar auf einen geeigneten Wert für eine lange Zeit.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben genannten Ausführungsformen eingeschränkt. Beispielsweise können bei jeder der genannten Ausführungsformen die Eingangs- und die Ausgangsriemenscheibe 28 und 29 aus einem Kunstharz gebildet sein, wie einem Polyacetalharz, um Stöße (Erregungskräfte) zu reduzieren, die verursacht werden durch den Eingriff mit dem Riemen 30, um weiterhin Rauschen zu verringern.

Siebte Ausführungsform

Die Fig. 10, 11 und 12 stellen eine siebte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
Obgleich gemäß Fig. 10 eine elektrische Servolenkvorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform eine nahezu ähnliche Konfiguration hat wie die in Fig. 2 gezeigte elektrische Servolenkvorrichtung, unterscheidet sie sich von dieser dadurch, dass das Abstandselement 24 weggelassen ist. In Fig. 10 sind gleiche Komponenten wie jene der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform mit denselben Bezugsziffern versehen, und deren Beschreibung wird hier nicht noch einmal wiederholt.
Gemäß Fig. 11 ist eine Spanneinrichtung T zum Einstellen der Spannung eines Riemens 30 vorgesehen. Die Spanneinrichtung T weist eine Spannriemenscheibe 82 auf, um eine durchhängende Seite bzw. ein loses Trumm L des Riemens 30 zu einer Spannungsseite bzw. einem Spanntrumm H hin zu drücken. Die Spannriemenscheibe 82 ist an einem Ende eines Schwenkarmes 83 gelagert, der als ein bewegliches Glied dient, und zwar so, dass sie daran über eine Lagerwelle 84 drehbar ist. Las andere Ende des Schwenkarmes 83 ist an einem Lagerhalter 85 gelagert, der als ein fest stehendes Element dient, das an einem Mechanismusgehäuse 39 festgelegt ist, und zwar über eine Lagerwelle 86.
Der Schwenkarm 83 wird gedreht bzw. verschwenkt und in jene Richtung gedrückt, in der Spannung auf den Riemen 30 aufgebracht werden kann (in Fig. 11 in Richtung gegen den Uhrzeigersinn), und zwar mittels eines Andruckelementes 87, das beispielsweise aus einer Schraubentorsionsfeder besteht. Das Andruckelement 87 kann beispielsweise auch eine Torsionsfeder verwenden, die um die Lagerwelle 86 gewunden ist, wie schematisch in Fig. 11 dargestellt. Durch die Funktion der Spanneinrichtung T wird ein Riemenumschlingungsbereich R an der Eingangsriemenscheibe 28 mit kleinem Durchmesser verlängert bzw. vergrößert.
Der Riemen 30 besteht beispielsweise aus einem Zahnriemen (Kammriemen), wie es in Fig. 12 gezeigt ist, und die Eingangsriemenscheibe 28 ist als eine Zahnriemenscheibe mit Zähnen 88 aufgebaut, die gleichmäßig beabstandet um den äußeren Umfang der Eingangswelle 27 herum ausgebildet sind und an dem Zahnriemen angreifen. In ähnlicher Weise wird als Ausgangsriemenscheibe 29 eine Zahnriemenscheibe mit großem Durchmesser verwendet. In Fig. 12 gibt "PCD" den Wälzkreisdurchmesser ("pitch circle diameter") der Eingangsriemenscheibe 28 mit kleinem Durchmesser an.
Gemäß der siebten Ausführungsform erweitert sich der Riemenumschlingungsbereich R an der Eingangsriemenscheibe 28 mit kleinem Durchmesser durch An- bzw. Eindrücken der durchhängenden Seite L bzw. des losen Trumms L des Riemens 30 in Richtung hin zu der Spannungsseite H, und zwar mittels der Spannriemenscheibe 82. Selbst wenn eine Riemenscheibe 28 kleiner Größe als Eingangsriemenscheibe 28 verwendet wird, um ein hohes Untersetzungsverhältnis zu gewährleisten, kann daher dennoch eine stabile Drehmomentübertragung erzielt werden, und die Dauerhaltbarkeit kann verbessert werden. Durch Erzielen des hohen Untersetzungsverhältnisses ist es möglich, einen elektrischen Motor mit hoher Drehzahl und niedrigem Drehmoment zu verwenden und somit gleichfalls zur Kostenreduktion beizutragen.
Insbesondere dann, wenn eine Zahnriemenscheibe, die an dem aus dem Kammriemen bestehenden Riemen 30 angreift, als die Eingangsriemenscheibe 28 mit kleinem Durchmesser verwendet wird, wie in der vorliegenden Ausführungsform, kann die Anzahl der Zähne 88 der Eingangsriemenscheibe 28 mit kleinem Durchmesser, die an dem Riemen 30 angreifen, gesteigert werden, wodurch es ermöglicht wird, die Wirkung der Verbesserung der Dauerhaltbarkeit zu steigern.
Wenn der Wälzkreisdurchmesser PCD der Eingangsriemenscheibe 28 (siehe Fig. 12) innerhalb eines Bereiches von 12 bis 30 mm liegt, ist es bevorzugt, dass ein Mittenwinkel entsprechend dem Riemenumschlingungsbereich R an der Eingangsriemenscheibe 28 im Bereich von 135 bis 210 Grad liegt. Demzufolge ist es möglich, einen hinreichenden Riemenumschlingungsbetrag an der Eingangsriemenscheibe 28 mit kleinem Durchmesser zu gewährleisten, und daher eine stabile Drehmomentübertragung zu gewährleisten, und eine Dauerhaltbarkeit, während eine kleine Größe und ein hohes Untersetzungsverhältnis erzielt werden.

Achte Ausführungsform

Fig. 13 und Fig. 14, bei der es sich um eine vergrößerte Darstellung handelt, zeigen eine achte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Gemäß Fig. 13 ist an einem vorbestimmten Abschnitt des Zahnstangengehäuses 19 ein Haltegehäuse 39D einstückig angeformt, das als ein Mechanismusgehäuse dient.
Ein erstes und ein zweites Ende 31 und 32 einer Eingangswelle 27 sind jedenfalls drehbar an entsprechenden Lagerlöchern 35 und 36 eines Verbindungsgehäuses 37 bzw. des Haltegehäuses 39D gelagert, und zwar über jeweilige Lager 33 bzw. 34.
Gemäß Fig. 14 ist eine Umfangsvertiefung 89 in jedem der Lagerlöcher bzw. jeder der Lagerbohrungen 35 und 36 ausgebildet, und ein Dämpfungsmaterial bzw. Auskleidungsmaterial 90A, das als elastische Lagermittel dient, ist in jeder der Umfangsvertiefungen 89 aufgenommen. Die Dämpfungsmaterialien 90A sind jeweils zwischen den entsprechenden Lagerbohrungen 35 und 36 und äußeren Ringen 91 der entsprechenden Lager 33 und 34 angeordnet, um die entsprechenden äußeren Ringe 91 elastisch zu lagern. Die Lagerbohrung 35 bzw. die Lagerbohrung 36 und der jeweilige äußere Ring 91 sind lose ineinander gepasst.
Ferner sind an einem äußeren Umfang 27a der Eingangswelle 27 jeweilige Umfangsvertiefungen 93 entsprechend den inneren Ringen 92 der Lager 33 und 34 ausgebildet, und ein Dämpfungsmaterial 90B, das als elastische Lagermittel dient, ist in jeder der Umfangsvertiefungen 93 aufgenommen. Die Dämpfungsmaterialien 90B lagern jeweils elastisch die entsprechenden Enden 31 und 32 der Eingangswelle 27. Im Ergebnis ist die Eingangswelle 27 elastisch an dem Haltegehäuse 39D und dem Verbindungsgehäuse 37 gelagert, und zwar über die Dämpfungsmaterialien 90A und 90B. Die Eingangswelle 27 und der innere Ring 92 sind lose aneinander angepasst bzw. bilden einen Spielsitz.
Ein elastisches Element, wie künstlicher Gummi oder Kunstharz, kann als das Dämpfungsmaterial 90A und 90B verwendet werden. Wenn beispielsweise ein ringförmiges elastisches Element in Form eines O-Ringes verwendet wird, können jedoch auch Standardkomponenten eingesetzt werden, was zu einer Verringerung von Kosten führt.
Gemäß der achten Ausführungsform können Vibrationen, die jeweils von der Eingangswelle 27 auf das Haltegehäuse 39D und das Verbindungsgehäuse 37 übertragen werden, signifikant begrenzt werden durch die Wirkungen der Dämpfungsmaterialien 90A und 90B, wodurch es ermöglicht wird, Rauschen bzw. Störgeräusche innerhalb eines Fahrgastraumes bzw. einer Fahrzeugkammer signifikant zu reduzieren.
Obgleich bei der achten Ausführungsform sowohl das Dämpfungsmaterial 90A, das direkt den äußeren Ring 91 aufnimmt, als auch das Dämpfungsmaterial 90B, das direkt die Eingangswelle 27 aufnimmt, vorgesehen sind, ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Beispielsweise kann nur das Dämpfungsmaterial 90A oder das Dämpfungsmaterial 90B vorgesehen werden.
Ferner muss als Riemen kein Kammriemen verwendet werden.

Neunte Ausführungsform

Fig. 15 ist eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils einer elektrischen Servolenkvorrichtung 1. Gemäß Fig. 15 ist die neunte Ausführungsform die gleiche wie die in Fig. 13 gezeigte Ausführungsform, dahingehend, dass ein Motorgehäuse 20 eines elektrischen Motors 15 an einem Haltegehäuse 39D eines Zahnstangengehäuses 19 über ein Verbindungsgehäuse 37 festgelegt ist.
Bei der neunten Ausführungsform weist ein Drehzahl vermindernder Mechanismus 17 eine Eingangswelle 27, die koaxial mit einer drehbaren Welle des elektrischen Motors 15 verbunden ist, so dass sie einstückig hiermit drehbar ist, und zwar über eine Kupplungsverbindung 26, beispielsweise unter Verwendung einer Keilnutverzahnung 31a, ein Paar von Eingangsriemenscheiben 28A und 28B, die an der Eingangswelle 27 vorgesehen sind, so dass sie einstückig hiermit drehbar sind, ein Paar von Ausgangsriemenscheiben 29A und 29B mit großem Durchmesser, die an der Zahnstange 6 angeordnet sind, die als eine Lenkstange dient und hiervon umschlossen ist, und ein Paar von Endlosriemen 30A und 30B auf, die jeweils um die Eingangsriemenscheiben 28A und 28B bzw. die jeweils entsprechenden Ausgangsriemenscheiben 29A und 29B geschlungen sind.
Der Riemen 30A besteht beispielsweise aus einem Zahnriemen (einem Kammriemen), wie es in Fig. 16 gezeigt ist, und die entsprechende Eingangsriemenscheibe 28A ist als eine Zahnriemenscheibe mit Zähnen 88 konstruiert, die in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandet voneinander an ihrem Außenumfang gebildet sind und mit dem Zahnriemen in Eingriff stehen. Der Riemen 30B ist ebenfalls durch einen Zahnriemen gebildet, und die entsprechende Eingangsriemenscheibe 28B ist ebenfalls als eine Zahnriemenscheibe konstruiert. Ferner werden als die Ausgangsriemenscheiben 29A und 29B in ähnlicher Weise Zahnriemenscheiben verwendet, was nicht dargestellt ist. Das Bezugszeichen "PCD" zeigt den Wälzkreisdurchmesser von jeder der Eingangsriemenscheiben 28A und 28B an.
Gemäß Fig. 17, bei der es sich um eine schematische Ansicht handelt, werden die jeweiligen Drehphasen des Paares von Eingangsriemenscheiben 28A und 28B gegeneinander versetzt, so dass die Zähne 88 von einer der Eingangsriemenscheiben 28A und 28B in Positionen liegen, die Zahnvertiefungen 94 der anderen Eingangsriemenscheibe entsprechen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird ein Drehmoment unter Verwendung des Paares von Riemen 30A und 30B in paralleler Weise in einem Drehmomentübertragungspfad übertragen, wodurch es möglich wird, das auf jeden der Riemen 30A und 30B aufgebrachte Drehmoment um die Hälfte zu reduzieren, verglichen mit einem herkömmlichen Fall, bei dem das Drehmoment über einen einzelnen Riemen übertragen wird. Im Ergebnis können Vibrationen und Störgeräusche, die hierdurch hervorgerufen werden, signifikant verringert werden. Insbesondere werden Fluktuationen der Spannung des Riemens für denn Fall, dass ein Lenkrad abrupt ein- bzw. zurückgelenkt wird ("a steering wheel is cut") reduziert, wodurch es möglich wird, ein Erwärmungsgeräusch ("warming sound") des Riemens zu verringern.
Darüber hinaus sind die jeweiligen Phasen bzw. Drehstellungen des Paares von Eingangsriemenscheiben 28A und 28B, die aus den Zahnriemenscheiben bestehen, gegeneinander versetzt, derart, dass die Zähne 88 von einer der Eingangsriemenscheiben 28A und 28B den Positionen von Zahnvertiefungen 94 der anderen Eingangsriemenscheibe entsprechen. Demgemäß überlappen sich die Gipfel der Vibrationen von einem der Riemen 30A (30B) mit dem Vibrationstal des anderen Riemens 30B (30A), so dass beide Vibrationen ausgelöscht werden. Daher können Fluktuationen des Drehmomentes weiter verringert werden, um insgesamt noch weiter Vibrationen und Störgeräusche zu verringern. Ferner können Fluktuationen der Spannung für den Fall ausgelöscht werden, dass das Lenkrad eingelenkt wird, wodurch es möglich wird, das Erwärmungsgeräusch signifikant zu reduzieren.

Zehnte Ausführungsform

Fig. 18 stellt eine zehnte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Gemäß Fig. 18 ist die vorliegende Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, dass ein zwischen der Eingangswelle 27 und Eingangsriemenscheiben 28A bzw. 28B ein Paar erster Einwegkupplungen 95A und 95B angeordnet ist, und dass zwischen Ausgangsriemenscheiben 29A und 29B und einer Kugelmutter 44, die als ein Eingangsabschnitt eines Wandelmechanismus 18 dient, ein Paar zweiter Einwegkupplungen 96A und 96B angeordnet sind. Als Einwegkupplungen 95A, 95B, 96A und 96B können verschiedene Typen bekannter Einwegkupplungen verwendet werden, über beispielsweise eine Einwegkupplung vom Freilauftyp hinaus.
Die erste und die zweite Einwegkupplung 95A und 96A, die dem einen Riemen 30A entsprechen, und die erste und die zweite Einwegkupplung 95B und 96B, die dem anderen Riemen 30B entsprechen, können jeweils in entgegengesetzte Richtungen drehen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform geschieht beim Ein- bzw. Zurücklenken eines Lenkrades 2, wenn also eine drehbare Welle 16 eines elektrischen Motors 15 beginnt, in die entgegengesetzte Richtung zu drehen, folgendes. Der eine Riemen 30A, der bislang in Richtung der Drehung der drehbaren Welle 16 gedreht hat, beginnt mittels det entsprechenden ersten und zweiten Einwegkupplung 95A und 96A freizulaufen, und der andere Riemen 30B, der bislang freigelaufen ist, beginnt, sich in Richtung der Rotation der drehbaren Welle 16 zu drehen, und zwar über die entsprechende erste und zweite Einwegkupplung 95B bzw. 96B, um ein Drehmoment zu übertragen. Im Ergebnis kann ein Erwärmungsgeräusch zum Zeitpunkt des Einlenkens bzw. Zurücklenkens ("cutting") des Lenkrades 2 gelöst bzw. überwunden werden. Ferner funktioniert jener Riemen, der bislang freigelaufen bzw. leergelaufen ist, sofort, wenn das Lenkrad 2 zurückgelenkt wird. Demgemäß gibt es keine Zeitverzögerung bei der Riemenübertragung zum Zeitpunkt des Zurücklenkens des Lenkrades 2, wodurch es möglich wird, das Ansprechverhalten zu verbessern.
Bei der zehnten Ausführungsform muss als Riemen kein Kammriemen verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben erwähnten Ausführungsformen eingeschränkt. Beispielsweise kann an Stelle des Kugelumlaufspindelmechanismus ein Lagerschraubenmechanismus verwendet werden. Ferner können die drehbare Welle 16 des elektrischen Motors 15 und die Eingangswelle 27 einstückig miteinander ausgebildet sein.
Obgleich die Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden ist, versteht sich für Fachleute, dass sich mit dem Verständnis des Vorstehenden auf leichte Art und Weise Änderungen, Variationen und Äquivalente dieser Ausführungsformen ergeben. Demzufolge soll der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung durch die beigefügten Ansprüche und jegliche Äquivalente hierzu beurteilt werden.
Die vorliegende Erfindung entspricht den Anmeldungen mit den Nummern 2002-20347 und 2002-20346, die am 29. Januar 2002 beim Japanischen Patentamt eingereicht wurden, der Anmeldung mit der Nummer 2002-40327, die am 18. Februar 2002 beim Japanischen Patentamt eingereicht wurde, und der Anmeldung mit der Nummer 2002-44911, die am 21. Februar 2002 beim Japanischen Patentamt eingereicht wurde, wobei die Offenbarungen dieser Anmeldungen vorliegend durch Bezugnahme enthalten sein sollen.

Claims

1. Elektrische Servolenkvorrichtung (1) mit einem elektrischen Motor (15) zum Erzeugen einer Lenkhilfskraft, wobei die Servolenkvorrichtung aufweist:
einen Drehzahl vermindernden Mechanismus (17) zum Verringern der Drehzahl einer drehbaren Welle (16) des elektrischen Motors (15); und
einen Wandelmechanismus (18) zum Umwandeln einer Ausgangsdrehung des Drehzahl vermindernden Mechanismus (17) in eine Axialbewegung einer Lenkstange (6), die sich zur rechten bzw. zur linken Seite eines Fahrzeugs erstreckt,
wobei der Drehzahl vermindernde Mechanismus (17) beinhaltet:
eine Eingangsriemenscheibe (28), die von dem elektrischen Motor (15) angetrieben wird,
eine Ausgangsriemenscheibe (29), die um die Lenkstange (6) herum angeordnet ist,
einen Riemen (30) zum Verbinden der Eingangsriemenscheibe (28) und der Ausgangsriemenscheibe (29), und
Mittel (24; G1; A1; A2; A3; A4; T) zum Einstellen der Spannung des Riemens (30).

2. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Mittel (24; G1; A1; A2; A3; A4) zum Einstellen der Spannung Mittel (24; G1; A1; A2; A3; A4) zum Verändern eines Mittenabstandes (D) zwischen der Eingangsriemenscheibe (28) und der Ausgangsriemenscheibe (29) aufweisen.

3. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Mittel (24) zum Verändern des Mittenabstandes (D) ein Abstandselement (24) aufweisen, das zwischen gegenüber liegenden Abschnitten (22, 23) eines ersten Gehäuses (21) zum Halten der Eingangsriemenscheibe (28) und eines zweiten Gehäuses (19) zum Halten der Lenkstange (6) angeordnet ist, um einen Abstand bzw. ein Spiel zwischen den gegenüberliegenden Abschnitten (22, 23) einzustellen.

4. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Mittel (G1; A1; A2) zum Verändern des Mittenabstandes (D) einen Führungsmechanismus (G1; G2; G3) aufweisen, der dazu dient, das erste Gehäuse (21) zun Halten der Eingangsriemenscheibe (28) und das zweite Gehäuse (19) zum Halten der Lenkstange (6) in einer vorbestimmten Führungsrichtung (X; Y) relativ zueinander zu führen, in der der Mittenabstand (D) verändert werden kann.

5. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die vorbestimmte Führungsrichtung (X) eine Richtung (X) senkrecht zu einer Ebene (P) beinhaltet, die Mittenlinien (28a, 29a) der Eingangsriemenscheibe (28) bzw. der Ausgangsriemenscheibe (29) beinhaltet.

6. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die vorbestimmte Führungsrichtung (Y) eine Richtung (Y) senkrecht zu Mittenlinien (28a, 29a) der Eingangsriemenscheibe (28) bzw. der Ausgangsriemenscheibe (29) beinhaltet.

7. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Führungsmechanismus (G1) einen Führungsmechanismus (G1) mit einer Schraube (25) zum Verbinden der gegenüberliegenden Abschnitte (22, 23) des ersten Gehäuses (21) zum Halten der Eingangsriemenscheibe (28) und des zweiten Gehäuses (19) zum Halten der Lenkstange (6) und mit einem Schraubendurchführungsloch (22b) aufweist, das aus einem Schlitz gebildet ist, der in einem der gegenüberliegenden Abschnitte (22, 23) vorgesehen ist und sich in der vorbestimmten Führungsrichtung (X) erstreckt.

8. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Mittel (A1; A2) zum Verändern des Mittenabstandes (D) ferner eine Schraube (51; 51a, 51b) aufweisen, die das erste und das zweite Gehäuse (21, 19) relativ zueinander in der vorbestimmten Führungsrichtung (X; Y) relativ zueinander versetzen kann.

9. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Mittel (A4) zum Verändern des Mittenabstandes (D) ferner ein elastisches Element (80, 81) aufweisen, um das erste und das zweite Gehäuse (21, 19) in der vorbestimmten Führungsrichtung relativ gegeneinander zu drücken.

10. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 2, wobei
die Mittel (A3) zum Verändern des Mittenabstandes (D) aufweisen:
ein kreisförmiges Loch (71), das in einem fest stehenden Gehäuse (39c) ausgebildet ist,
ein bewegliches Gehäuse (72), das einen kreisförmigen radial äußeren Abschnitt (73) aufweist, der an dem kreisförmigen Loch (71) gelagert ist, derart, dass eine Drehposition des beweglichen Gehäuses (72) einstellbar ist, und
ein kreisförmiges exzentrisches Loch (74), das eine Mitte (74a) in einer Position exzentrisch gegenüber der Mitte (73a) des kreisförmigen radial äußeren Abschnittes (73) des beweglichen Gehäuses (72) besitzt, um die Eingangsriemenscheibe (28) drehbar zu lagern.

11. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 10, wobei das bewegliche Gehäuse (72) so vorgesehen ist, dass es sich einstückig von dem Motorgehäuse (20) des elektrischen Motors (15) erstreckt.

12. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Mittel (T) zum Einstellen der Spannung eine Spanneinrichtung (T) aufweisen, die ein fest stehendes Glied (85), ein bewegliches Glied (83), eine Spannriemenscheibe (82), die an dem beweglichen Glied (83) so gelagert ist, dass sie drehbar ist und an dem Riemen (30) angreift, und Andruckmittel (87) aufweist, um die Spannriemenscheibe (82) über das bewegliche Glied (83) in jene Richtung zu drücken, in der Spannung auf den Riemen (30) ausgeübt wird.

13. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 12, wobei ein loses Trumm (L) des Riemens (30) mittels der Spannriemenscheibe (82) in Richtung hin zu einer Spannungsseite (H) des Riemens gedrückt wird, so dass sich ein Riemenumschlingungsbereich (R) an der Eingangsriemenscheibe (28) vergrößert.

14. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 13, wobei
ein Wälzkreisdurchmesser (PCD) der Eingangsriemenscheibe (28) in einem Bereich von 12 bis 30 mm liegt, und
ein Mittenwinkel der Eingangsriemenscheibe (28) entsprechend dem Riemenumschlingungsbereich (R) um die Eingangsriemenscheibe (28) herum in einem Bereich von 135 Grad bis 210 Grad liegt.

15. Elektrische Servolenkvorrichtung (1) mit einem elektrischen Motor (15) zum Erzeugen einer Lenkhilfskraft, wobei die Servolenkvorrichtung (1) ferner aufweist:
einen Drehzahl vermindernden Mechanismus (17) zum Vermindern der Drehzahl einer drehbaren Welle (16) des elektrischen Motors (15); und
einen Wandelmechanismus (18) zum Umwandeln einer Ausgangsdrehung des Drehzahl vermindernden Mechanismus (17) in eine Axialbewegung einer Lenkstange (6), die sich zur rechten bzw. linken Seite eines Fahrzeugs erstreckt;
wobei der Drehzahl vermindernde Mechanismus (17) aufweist:
eine Eingangsriemenscheibe (28), die von dem elektrischen Motor (15) angetrieben wird,
eine Ausgangsriemenscheibe (29), die an der Lenkstange (6) angeordnet ist und diese umschließt, und
einen Riemen (30) zum Verbinden der Eingangsriemenscheibe (28) und der Ausgangsriemenscheibe (29); und
elastische Lagermittel (90A, 90B) zum elastischen Lagern einer Lagerwelle (27) der Eingangsriemenscheibe (28) an einem Gehäuse (37, 39D).

16. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 15, wobei
die Lagerwelle (27) der Eingangsriemenscheibe (28) an dem Gehäuse (37, 39D) drehbar über ein Lager (33, 34) gelagert ist, und
die elastischen Lagermittel (90A, 90B) ein Dämpfungsmaterial (90A, 90B) aufweisen, das wenigstens zwischen einem inneren Ring (92) des Lagers (33, 34) und der Lagerwelle (27) und/oder zwischen einem äußeren Ring (91) des Lagers (33, 34) und dem Gehäuse (37, 39D) angeordnet ist.

17. Elektrische Servolenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei
der Riemen (30) aus einem Kammriemen gebildet ist, und
die Eingangsriemenscheibe (28) und die Ausgangsriemenscheibe (29) jeweils aus einer Zahnriemenscheibe gebildet sind.

18. Elektrische Servolenkvorrichtung (1) mit einem elektrischen Motor (15) zum Erzeugen einer Lenkhilfskraft, wobei die Servolenkvorrichtung (1) ferner aufweist:
einen Drehzahl vermindernden Mechanismus (17) zum Vermindern einer Drehzahl einer drehbaren Welle (16) des elektrischen Motors (15); und
einen Wandelmechanismus (18) zum Umwandeln einer Ausgangsdrehung des Drehzahl vermindernden Mechanismus (17) in eine Axialbewegung einer Lenkstange (6), die sich zur rechten bzw. linken Seite eines Fahrzeugs erstreckt,
wobei der Drehzahl vermindernde Mechanismus (17) aufweist:
ein Paar von Eingangsriemenscheiben (28A, 28B), die koaxial zu der drehbaren Welle (16) des elektrischen Motors (15) angeordnet sind,
ein Paar von Ausgangsriemenscheiben (29A, 29B), die an der Lenkstange (6) angeordnet sind und diese umschließen, und
ein Paar von Riemen (30A, 30B) zum Verbinden jeweils einer der Eingangsriemenscheiben (28A, 28B) mit einer der Ausgangsriemenscheiben (29A, 29B).

19. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 18, wobei
jede der Riemenscheiben (28A, 28B, 29A, 29B) aus einer Zahnriemenscheibe gebildet ist,
jeder der Riemen (30A, 30B) aus einem Kammriemen gebildet ist, und
eine Phase der Zähne (88) von einer des Paares von Eingangsriemenscheiben (28A, 28B) gegenüber der Phase der Zähne (88) der anderen Eingangsriemenscheibe phasenversetzt bzw. gegenläufig ist.

20. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, ferner mit
einem Paar von ersten Einwegkupplungen (95A, 95B), die jeweils zwischen der Eingangswelle (27), die einstückig mit der drehbaren Welle (16) des elektrischen Motors (15) dreht, und den Eingangsriemenscheiben (28A, 28B) angeordnet sind, und
einem Paar von zweiten Einwegkupplungen (96A, 96B), die jeweils zwischen den Ausgangsriemenscheiben (29A, 29B) und einem Eingangsabschnitt (44) des Wandelmechanismus (18) angeordnet sind,
wobei die erste und die zweite Einwegkupplung (95A, 96A), die einem der Riemen (30A) entsprechen, und die erste und die zweite Einwegkupplung (95B, 96B), die dem anderen Riemen (30B) entsprechen, in entgegengesetzte Richtungen drehen können.